ATIVIDADE PRATICA - Modulo CII - 2021 - Fisica Termodinamica e Ondas - Calor Especifico de Solidos (2) Respondida

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DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS 
Introdução 
Calor específico de uma substância é uma grandeza física que define a variação térmica, variação 
da temperatura desta substância ao receber determinada quantidade de calor. Pode ser chamado de 
capacidade térmica mássica, pois não depende da massa de substância e sim do material que é feito. O 
calor específico é um valor constante para cada substância em cada estado físico (sólido, líquido ou gasoso). 
Pode-se dizer que o calor específico caracteriza uma substância em determinado estado físico. 
 A unidade no Sistema Internacional de unidades é J/kg.K (Joule por Quilograma . Kelvin). Outra 
unidade mais usual para o calor específico é cal/g.°C (Caloria por Grama Grau Celsius). 
É possível calcular o calor específico (c) de uma substância a partir da capacidade térmica (C) de 
um objeto composto por ela e da massa (m) desse corpo. 
𝑐 = 
𝐶
𝑚
 
 Também é possível determinar o calor específico de uma substância a partir da quantidade de calor 
cedida (Q) a um corpo dessa substância, da variação da temperatura (T) que ele sofre, e da massa desse 
corpo. 
𝑐 = 
𝑄
𝑚 . ∆𝑇
 
Ou ainda atraves da relação da troca de calor entre substâncias. Onde a somatório das trocas de calor deve 
ser igual a zero. 
∆𝑄 = 0 
Abaixo na tabela encontra-se algumas substâncias e seus respectivos valores de calor especifico. 
Substância Calor Específico (cal/g.°C) 
Água 1,0 
Alumínio 0,22 
Chumbo 0,031 
Gelo 0,5 
Ouro 0,032 
Tabela 1 – Calor específico de algumas substâncias 
Esta prática será desenvolvida baseada no princípio das trocas de calor. O calor será trocado entre a água, 
o corpo de prova e o calorímetro. 
Objetivo 
 Construir um calorímetro. 
 Determinar o calor específico de alguns sólidos aplicando os princípios da calorimetria. 
 
Material Utilizado 
 
 Termômetro 
 3 latas de alumínio de 350 ml 
 2 latas de alumínio 220 ml 
 Embalagem bandeja de isopor para frios 
 
Calor Específico 
Disciplina: Física Termodinâmica e Ondas 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
http://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio
http://pt.wikipedia.org/wiki/Chumbo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gelo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ouro
 Tesoura 
 Xícara ou panela 
 Recipiente graduado – mamadeira, proveta, etc. 
 Aquecedor - fogão 
 Lixa 
 Martelo e alicate 
Construção do Calorímetro 
 O calorímetro é um instrumento utilizado em laboratórios quando se deseja realizar as análises das 
quantidades de calor trocadas entre dois ou mais objetos localizados no seu interior, possibilitando com 
essas medidas determinar o calor específico de um determinado material. 
Iremos confeccionar o calorímetro utilizando materiais simples. 
Para construir um calorímetro, proceda da seguinte forma: 
Com uma das latas de alumínio de 220 ml retire a tampa na parte superior lixando a borda da lata 
até que a tampa se solte. 
 
 Utilizando outra lata de 220 ml corte a parte superior 1mm abaixo da linha da segunda dobra para 
fazer a tampa interna do calorímetro. 
 
 Com 1 das latas de 350 ml retire a tampa superior cortando com a tesoura 1 mm acima da segunda 
dobra para fazer o corpo de calorímetro. 
 
Com outra lata de 350 ml corte a lata 1 mm abaixo da segunda dobra para fazer a tampa do calorímetro. 
 
Com a bandeja de isopor, corte um retângulo de 10 x 19 cm, um círculo de 5,5 cm de diâmetro e um 
círculo de 5 cm de diâmetro. 
 
Enrole o retângulo de isopor fazendo um cilindro e depois, com todas estas peças prontas, encaixe 
uma dentro da outra na seguinte ordem. 
Primeiro a lata de 350 ml (corpo do calorímetro), depois o círculo de 5,5 cm de diâmetro, em seguida 
o cilindro de isopor, encaixe dentro deles a lata de 220 ml, coloque a tampa interna, o segundo círculo de 
isopor com 5 cm de diâmetro e finalmente a tampa externa. Veja a figura: 
 
 
Nas tampas de ambos os recipientes deve haver um pequeno furo, aproximadamente de 5,0 mm de 
diâmetro, para inserir o termômetro conforme figura abaixo. 
 
Corpo de prova 
Com a terceira lata de 350 ml, amace a lata utilizando um martelo e alicate até que tenha um pequeno 
pedaço de alumínio, a massa deste corpo de prova é de 15 gramas. 
Roteiro Experimental 
 
1ª parte – Determinar a capacidade térmica do calorímetro 
1. Utilizando um recipiente graduado (proveta) separe aproximadamente 100 ml de água fria. 
2. Calcule a massa de água contido em 100 ml pela relação de densidade, lembre-se a densidade da água 
= 1 g/cm3. Anote este valor mH2O = 100_____ g. 
3. Coloque essa quantidade de água no calorímetro. 
4. Agite levemente o líquido no calorímetro e meça sua temperatura Ti = ___24___ oC, caso o termômetro 
não permita está medida, considere a temperatura ambiente 25 oC. 
5. Coloque 20 ml de água medindo no recipiente graduado, calcule a massa desta quantidade de água e a 
transfira para o copo de béquer. 
6. Anote este valor. Massa de 20 ml de água mágua = ____20______ g 
7. Aqueça os 20 ml de água em uma panela no foção ou em uma xícara no micro-ondas até a temperatura 
de ebulição. Coloque o termômetro meça e anote a temperatura da água. Tab = _95____ oC. Caso o 
termômetro não permita, considere está temperatura como 100 oC (temperatura de ebulição da água). 
8. Coloque rapidamente a água aquecida no calorímetro e o feche rapidamente. Agite o conjunto 
suavemente. 
9. Durante o processo observe seguidamente a temperatura indicada no termômetro, aguardando a 
temperatura estabilizar. 
10. Meça a temperatura de equilíbrio térmico Tf = ___25____oC. 
12. Para determinar capacidade térmica do calorímetro utilize o princípio da conservação de energia: 
QCEDIDO + QRECEBIDO = 0 
Qcedidopela água quente + Qabsorvidopelo calorímetro + Qágua calorimetro = 0 
mágua . c . (Tf – Tab) + C (Tf − Ti) + mH2O . c . (Tf – Ti) = 0 
C = 
− mH2O . c . (Tf – Ti) − mágua . c . (Tf – Tab) 
(Tf − Ti)
 
 
 
2ª parte – Determinar o calor especifico de sólidos 
1 – Desmonte o procedimento anterior, resfriando o calorímetro com água corrente, meça 20 ml de água no 
recipiente graduado e coloque no calorímetro, posicionando o termômetro no mesmo. Calcule a massa de 
20 ml de água utilizando a densidade da água. Anote este valor: mágua = 20 g. 
2 – Aguarde o equilíbrio térmico e anote na tabela o valor da temperatura inicial da água dentro do 
calorímetro Ti da água. Caso o termômetro não permita está medida, considere a temperatura Ti = 24 oC. - 
3 - Meça a massa do corpo de prova (lata de alumínio amassada), anote este valor; mAL = 15 g. Caso não 
tenha balança considere o valor médio da lata como mAL = 15 g. 
4 – Coloque 100 mL de água dentro de uma panela, coloque o corpo de prova junto e aqueça até a 
temperatura de ebulição. 
5 – Desligue o aquecimento e meça a temperatura utilizando o termômetro, caso o termômetro não permita 
medir, considere está temperatura como 100 oC.- 
90 ºC 
6 – Anote a temperatura e retire o cilindro de alumínio mergulhando-o imediatamente dentro do calorímetro 
com água. A temperatura anotada é a temperatura inicial TiAl do cilindro de alumínio. 60ºC 
7 – Monitore a temperatura dentro do calorímetro e aguarde até que não haja mais variação, neste momento 
teremos o equilíbrio térmico entre a água do calorímetro e o corpo de prova de alumínio, anote está 
temperatura que será a temperatura final da mistura. Este valor é tanto a temperatura final TF da água como 
do cilindro de alumínio. 25ºC 
8 – Com estes dados, você deve ser capaz de determinar o calor especifico do alumínio através da igualdade 
das trocas de calor. 
O calor recebido pelo calorímetro e a água dentro dele é igual ao calor perdido pelo cilindro de alumínio, ou 
seja: 
𝑄𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 + 𝑄á𝑔𝑢𝑎 + 𝑄𝑎𝑙𝑢𝑚í𝑛𝑖𝑜 = 0 
𝐶𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 . ∆𝑇 + 𝑚á𝑔𝑢𝑎 . 𝑐á𝑔𝑢𝑎 . ∆𝑇 + 𝑚𝐴𝑙 . 𝑐𝐴𝑙 . ∆𝑇 = 0 
𝐶𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 . (𝑇𝐹 − 𝑇𝑖) + 𝑚á𝑔𝑢𝑎 . 𝑐á𝑔𝑢𝑎 . (𝑇𝐹− 𝑇𝑖) + 𝑚𝐴𝑙 . 𝑐𝐴𝑙 . (𝑇𝐹 − 𝑇𝑖𝐴𝑙) = 0 
 
Nesta fórmula calcule o calor especifico do alumínio 𝑐𝐴𝑙, onde 𝐶𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 é capacidade térmica do 
calorímetro calculada na parte 1ª parte do procedimento. 
Análise dos Resultados e Conclusões 
1. Qual o valor tabelado do calor específico do alumínio? 
 
 
R: O valor tabelado do alumínio é 0,22 cal/g.ºC 
2. Qual o valor encontrado para o calor específico do alumínio experimentalmente? 
 
100 x 1(25-24) = -15 x cc x (25-60) 
100 = -15 x cc (-35) 
100 = 525cc 
100/525 = cc 
cc = 0,19 cal/g.ºC 
 
R: 0,19 cal/g.ºC 
3. O calor especifico depende da massa da substância? 
R: O calor específico depende somente da substância, não da quantidade de massa, pois ele é definido 
com a quantidade de calor necessária para elevar uma unidade de massa de um grau Celsius. Porém a 
capacidade térmica, além de depender do calor específico da substância, depende da massa do corpo.